復合材料孔隙率超聲衰減法檢測技術研究進展及應用*

肖 鵬， 劉衛平， 劉 奎

(上海飛機制造有限公司航空制造技術研究所，上海 200436)

肖 鵬

碩士，從事復合材料超聲檢測技術研究。

大型客機大量采用先進復合材料已成為航空領域重要的發展趨勢。目前，波音777的垂尾、平尾、后氣密框等均使用了復合材料，總重量占全機結構總重量的11%，達9.9t；波音787的復合材料用量達到全機結構總重量的50%以上[1]，是世界上第一架采用復合材料機身、機翼的大型商用飛機；空客新推出的A350飛機中，復合材料用量高達52%，在A380巨型客機中，復合材料用量高達25%[2]。

因此，科學評價復合材料結構質量與其可靠性顯得格外重要，是保證大型客機安全性的根本前提，而無損檢測是保證飛機質量安全的關鍵技術。孔隙率的無損檢測就是其中有待繼續研究和解決的關鍵問題之一。

孔隙是碳纖維復合材料中最常見的微小缺陷，由于復合材料成型工藝的復雜性，造成復合材料結構件中的孔隙會不可避免地出現。孔隙的形成有兩個主要原因：一是預浸料制作過程中樹脂未完全浸潤或鋪貼時層間空氣未完全抽出，此時形成的孔隙數量較多，且形狀為扁圓形或長條形；二是固化過程中產生的揮發性物質，這時形成的孔隙數量較少，形狀呈圓形，且尺寸較小，直徑在幾μm到幾百μm間[3]。評定孔隙對材料影響程度的定量指標是孔隙率。

近年來，國內外學者對復合材料孔隙率進行了大量研究工作，主要有破壞性檢測和無損檢測兩大類方法。破壞法主要包括水吸收法、密度法(酸蝕法、燒蝕法)和金相顯微照相法等。……